2026/2/7 16:59:16
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西安网易网站建设,淘宝客网站开发一个,上海综合新闻,蕲春网站建设STM32电机库龙伯格观测器#xff0c;开源无感foc全功能版本#xff0c;带详细中文注释
前馈控制
弱磁控制
三段式启动
当前是无传感器版本龙贝格观测,三电阻采样。这个开源无感FOC项目把龙伯格观测器玩出了花#xff0c;三电阻采样方案配合STM32的硬件特性直接起飞。咱们先从…STM32电机库龙伯格观测器开源无感foc全功能版本带详细中文注释 前馈控制 弱磁控制 三段式启动 当前是无传感器版本龙贝格观测,三电阻采样。这个开源无感FOC项目把龙伯格观测器玩出了花三电阻采样方案配合STM32的硬件特性直接起飞。咱们先从观测器的核心代码扒起看看怎么在无感状态下把电机转子位置算得明明白白。先看观测器结构体定义这堆增益参数看着头疼typedef struct { float angle; // 估算角度 float speed; // 转速估算值 float gain_b; // 反电动势增益 float gain_k; // 观测器增益系数 float i_alpha_prev; // 前次α轴电流 float i_beta_prev; // 前次β轴电流 } LuenbergerObserver;重点在观测器迭代函数里这波操作直接把电机模型和实际测量值给刚上了void luenberger_update(LuenbergerObserver* obs, float i_alpha, float i_beta, float v_alpha, float v_beta) { // 反电动势计算 float e_alpha v_alpha - R * i_alpha Ld * (i_alpha - obs-i_alpha_prev) / DT; float e_beta v_beta - R * i_beta Lq * (i_beta - obs-i_beta_prev) / DT; // 观测器修正项 float correction obs-gain_k * (e_beta * cos(obs-angle) - e_alpha * sin(obs-angle)); // 状态更新 obs-speed DT * correction; // 转速积分 obs-angle DT * obs-speed; // 角度积分 // 历史值保存 obs-i_alpha_prev i_alpha; obs-i_beta_prev i_beta; }这算法就像给电机装了个虚拟的GPS通过反电动势和电流变化反向推算出转子位置。增益参数调得好电机在零速都能稳如老狗。前馈控制这块直接怼电流环代码里藏了个骚操作void current_controller(float* vd, float* vq) { // 前馈补偿项计算 float ff_vd Rs * target_id Ld * (target_iq * electrical_speed); float ff_vq Rs * target_iq - Lq * (target_id * electrical_speed) KE * electrical_speed; // PI控制器输出叠加前馈 *vd pid_id_update(pid_id) ff_vd; *vq pid_iq_update(pid_iq) ff_vq; }这里把电机方程直接写进前馈相当于提前预判了电压需求PI控制器只需要处理误差的细调响应速度直接翻倍。弱磁控制实现得相当暴力检测到母线电压不足时直接开大直轴电流void field_weakening(float* id_ref) { if (motor_speed BASE_SPEED) { float delta (motor_speed - BASE_SPEED) * WEAKENING_GAIN; *id_ref -sqrtf(ID_MAX*ID_MAX - (*iq_ref)*(*iq_ref)) delta; *id_ref CLAMP(*id_ref, -ID_MAX, 0); } }这操作就像给电机装了个涡轮增压高速时主动注入负直轴电流削弱磁场让转速突破物理限制。三段式启动流程稳得一批代码里用状态机切得明明白白typedef enum { ALIGNMENT, // 预定位阶段 OPEN_LOOP, // 开环加速 CLOSED_LOOP // 闭环运行 } StartupState; void startup_sequence() { switch(state) { case ALIGNMENT: // 强制对齐转子到0度 set_voltage(ALIGN_VOLTAGE, 0); if(timer ALIGN_TIME) state OPEN_LOOP; break; case OPEN_LOOP: // 斜坡加速至观测器可捕获转速 float angle OPEN_LOOP_RAMP * timer; set_voltage(OPEN_VOLTAGE, angle); if(timer SWITCH_TIME) state CLOSED_LOOP; break; case CLOSED_LOOP: // 切换至观测器控制 enable_observer(); break; } }从强制对齐到开环加速最后无缝切闭环整个过程行云流水。三电阻采样这边搞了个硬件级骚操作void ADC_Calibration() { HAL_ADCEx_Calibration_Start(hadc1, ADC_SINGLE_ENDED); HAL_ADCEx_Calibration_Start(hadc2, ADC_SINGLE_ENDED); HAL_ADCEx_Calibration_Start(hadc3, ADC_SINGLE_ENDED); }三个ADC同时校准采样窗口卡在PWM中点时刻通过下桥臂电阻直接捕获相电流。这方案既省成本又充分利用了STM32的硬件资源实测波形干净得能当镜子照。整个项目最狠的是所有算法都用浮点运算硬刚配合STM32F4的FPU一个控制循环5us内搞定。代码仓库里连启动时的电流波形图都贴出来了实测从零速拉到额定转速只要200ms稳得一批。